北京专用2019版高考物理一轮复习第八章机械振动和机械波第1讲机械振动课件.ppt
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1、第1讲机械振动,知识梳理?一、简谐运动1.五个概念,2.三个特征及表达式(1)受力特征:F回=?-kx。(2)运动特征:a=-?x。x、v、a均按?正弦或余弦规律发生周期性变化(注意v、a的变化趋势相反)。(3)能量特征:系统机械能守恒,振幅A不变。,3.简谐运动的表达式与图像(1)表达式x=?A sin (t+0),其中t+0为相位。(2)图像a.从平衡位置开始计时,函数表达式为x=A sin t,图像如图甲所示。,甲乙,b.从最大位移处开始计时,函数表达式为x=A cos t,图像如图乙所示。,4.简谐运动的两种模型,1.自由振动、受迫振动和共振,二、受迫振动和共振,2.共振曲线?由图可知
2、当f驱=f0时振幅最大。,1.简谐运动的平衡位置是指?()A.速度为零的位置B.回复力为零的位置C.加速度为零的位置D.位移最大的位置,B,答案B简谐运动的物体,平衡位置是回复力为零的位置,而合外力是否为零,不同的系统是不同的,因此加速度不一定为零,比如单摆在平衡位置时存在向心加速度。简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大,位移为零。,2.悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期为2 s,从最低点的位置向上运动时开始计时,它的振动图像如图所示,由图可知?()?A.t=1.25 s时振子的加速度为正,速度为正B.t=1.7 s时振子的加速度为负,速度为负C.t=1.0 s时振子的速度为零,加速度为负的最大
3、值D.t=1.5 s时振子的速度为零,加速度为负的最大值,C,答案C弹簧振子振动时,加速度的方向总是指向平衡位置,且在最大位移处,加速度值最大,在平衡位置处加速度的值为0,由图可知,A、B、D均错误,只有C正确。,3.弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,在振子向着平衡位置运动的过程中?()A.振子所受的回复力逐渐增大B.振子离开平衡位置的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐增大D.振子的加速度逐渐增大,C,答案C由F=-kx知,振子向着平衡位置运动过程中,位移x逐渐减小,回复力减小,加速度逐渐减小,速度逐渐增大,只有C对。,4.如图所示,一单摆悬于O点,摆长为L,若在过O点的竖直线上的O 点钉一个钉
4、子,使OO=L/2,将单摆拉至A处释放,小球将在A、B、C间来回振动,若振动中摆线与竖直方向夹角小于5,则此摆的周期是?()?A.2?B.2?C.?+?D.,答案DT=?+?=?+?,故选D。,D,深化拓展,考点一简谐运动的“五个”特征,考点二简谐运动的图像,考点三单摆的周期公式的应用,考点四受迫振动和共振,深化拓展考点一简谐运动的“五个”特征1.受力特征:回复力满足F=-kx,即回复力大小与位移的大小成正比,方向与位移的方向相反。,2.运动特征:简谐运动是变速运动,位移x、速度v、加速度a都随时间按正弦或余弦规律周期性变化。当振子靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;当振子远离平衡位置时
5、,a、F、x都增大,v减小。,3.能量特征:振幅越大,能量越大。在运动过程中,动能和势能相互转化,机械能守恒。,4.周期性特征相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。,5.对称性特征(1)如图所示,振子经过关于平衡位置O对称(OP=OP)的两点P、P 时,速度的大小、动能、势能相等,相对于平衡位置的位移大小相等。(2)振子由P到O所用时间等于由O到P 所用时间,即tPO=tOP。(3)振子往复运动过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等即tOP=tPO。,【情景素材教师备用】,1-1一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1 sin 2.5t m,时间t的单位为 s。
6、则?()A.弹簧振子的振幅为0.2 mB.弹簧振子的周期为1.25 sC.在t=0.2 s时,振子的运动速度为零D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 m,C,答案C由y=A sin t 和y=0.1 sin 2.5t m,可知 A=0.1 m,=2.5 rad/s;又有T=?,得T=0.8 s,则A、B均错误。当t=0.2 s时,弹簧振子位于最大位移处,此时振子的运动速度为零,C正确。0.2 s是四分之一周期,而四分之一周期内振子的位移是不确定的,故D错误。,1-2如图所示,弹簧振子在B、C间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是 1 s,则下列说法正
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